CN107396506A - 一种节能照明控制方法及智能节能照明开关 - Google Patents

一种节能照明控制方法及智能节能照明开关 Download PDF

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张翊
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Abstract

本发明公开了一种节能照明控制方法，包括以下步骤：(1)控制热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的对象，若存在移动的对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(3)；(2)接通照明回路，返回步骤(1)；(3)控制热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的对象，若存在静止的对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(4)；(4)断开照明回路。此外，本发明还公开了一种智能照明节能开关，其基于本发明所述的节能照明控制方法实现对目标区域照明的智能节能控制。本发明不仅在人员走动的地方能够很好地起到节能的作用，在人体相对静止的情况时间较长的情况下，同样可以很好地起到节能的作用。

Description

一种节能照明控制方法及智能节能照明开关
技术领域
本发明涉及节能照明控制，尤其涉及一种节能照明控制方法及智能节能照明开关。
背景技术
随着科技的发展，基于热释电红外传感器的热释电红外感应开关在日常生活中的应用越来越多，这类开关一般多应用于公共节能场所，控制相应照明回路的通断实现人来灯亮人去灯灭，以实现节能照明。
热释电红外感应开关工作原理是利用热释电红外传感器的热释电效应。热释电红外传感器通常包括陶瓷氧化物或压电晶体元件，在其两个表面做成电极，若有红外线变化地照射，其表面温度变化△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U。通常热释电红外传感器通过只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过的光学滤镜来识别人体，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。当人体在目标区域移动，因人体温度与环境温度有差别，造成红外线变化地照射指向所述目标区域的热释电红外传感器，则此时该热释电红外传感器输出ΔU，基于该输出接通相应照明回路；若人体进入目标区域后不动，则不产生红外线变化照射，此时该热释电红外传感器输出不为ΔU，基于该输出断开相应照明回路。因此这类传感器也称为人体运动传感器。
目前这类传感器在公共走道、大厅、卫生间等人员走动的地方较为适合，能够很好地起到人来灯亮、人走灯灭的作用，但是在人数较少的办公室、机房或是图书馆等人体相对静止的情况时间较长的情况下，这类传感器探测不到人体运动导致的红外线变化照射，会使照明回路断开，此时就不符合照明要求。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种节能照明控制方法，该节能照明控制方法基于热释电红外传感器探测目标区域对象(如人体)实现目标区域节能照明，只要在所述目标区域存在所述对象，无论其移动还是静止，均接通目标区域相应照明回路，否则断开目标区域相应照明回路。
本发明的另一目的是提供一种智能照明节能开关，该智能照明节能开关基于本发明所述的节能照明控制方法实现对目标区域照明的智能节能控制。
根据上述发明目的，本发明提出了一种节能照明控制方法，采用热释电红外传感器探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明，包括以下步骤：
(1)控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(3)；
(2)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(3)控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(4)；
(4)断开所述照明回路。
上述本发明的节能照明控制方法通过步骤(1)和步骤(3)实现只要在所述目标区域存在所述对象，无论其移动还是静止，均接通目标区域相应照明回路，否则断开目标区域相应照明回路。
上述本发明的节能照明控制方法中，步骤(1)是现有技术，即热释电红外传感器在静止的状态下接收来自目标区域的所述对象发出的红外线，若该对象处于移动状态，则其发出的红外线将变化照射热释电红外传感器，这将导致热释电红外传感器输出ΔU，基于该输出判断存在移动的所述对象；步骤(3)是本发明技术，其利用了运动的相对性原理，即热释电红外传感器在移动的状态下接收来自目标区域的所述对象发出的红外线，若该对象处于静止状态，则其发出的红外线也将变化照射热释电红外传感器，这将导致热释电红外传感器输出ΔU，基于该输出判断存在静止的所述对象。
上述本发明的节能照明控制方法中，所述热释电红外传感器可以通过光学滤镜实现只允许特定波长红外线通过，从而实现对特定波长红外线敏感。通常热释电红外传感器被设置为只允许波长在10μm左右(人体发出的红外线波长)的红外线通过，从而可以识别人体，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。基于此，上述本发明的节能照明控制方法可实现在人数较少的办公室、机房或是图书馆等人体相对静止的情况时间较长的情况下，依然可以探测到人体的存在，保证照明回路的接通以符合照明要求。
根据上述发明目的，本发明还提出了另一种节能照明控制方法，采用热释电红外传感器探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明，包括以下步骤：
(1)对目标区域进行光强检测，若目标区域光强达到设定值则进入步骤(5)，否则进入步骤(2)；
(2)控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；
(3)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(4)控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(5)；
(5)断开所述照明回路。
上述本发明的节能照明控制方法相对于前述方法增加了光强检测，在目标区域照明由于自然光或是其它形式的照明已经满足需求的情况下，直接断开照明回路，使得节能效果更优。
进一步地，本发明所述的节能照明控制方法中，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
上述方案中，通过控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域保证热释电红外传感器的探测范围不偏离目标区域。
进一步地，本发明所述的节能照明控制方法中，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)判断所述热释电红外传感器是否指向所述目标区域，若未指向所述目标区域则控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
上述方案中，通过判断所述热释电红外传感器是否指向所述目标区域使得控制方案更加灵活。
进一步地，本发明所述的节能照明控制方法中，所述移动地探测目标区域的次数为一次。
上述方案中，所述移动地探测目标区域的次数是指对目标区域扫描的次数。
相应地，根据上述另一发明目的，本发明还提出了一种智能节能照明开关，包括热释电红外传感器，此外，还包括控制单元和可动的控制台，所述热释电红外传感器被设置在所述可动的控制台上，所述热释电红外传感器和可动的控制台分别与所述控制单元信号连接，其中，所述控制单元被设置为当所述智能节能照明开关用于探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明时按照以下步骤进行控制：
(1)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(3)；
(2)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(3)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(4)；
(4)断开所述照明回路。
上述本发明的智能节能照明开关基于上述相应的本发明的节能照明控制方法实现对目标区域照明的智能节能控制，因此与该方法相应的原理说明不再赘述。所述控制单元可以包括单片机或PLC，通过对其编程实现其控制功能。
相应地，根据上述另一发明目的，本发明还提出了另一种智能节能照明开关，包括热释电红外传感器，此外，还包括光强检测单元、控制单元以及可动的控制台，所述热释电红外传感器被设置在所述可动的控制台上，所述热释电红外传感器、光强检测单元以及可动的控制台分别与所述控制单元信号连接，其中，所述控制单元被设置为当所述智能节能照明开关用于探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明时按照以下步骤进行控制：
(1)通过控制所述光强检测单元对目标区域进行光强检测，若目标区域光强达到设定值则进入步骤(5)，否则进入步骤(2)；
(2)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；
(3)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(4)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(5)；
(5)断开所述照明回路。
上述本发明的智能节能照明开关基于上述相应的本发明的节能照明控制方法实现对目标区域照明的智能节能控制，因此与该方法相应的原理说明不再赘述。所述控制单元可以包括单片机或PLC，通过对其编程实现其控制功能。
进一步地，本发明所述的智能节能照明开关中，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
进一步地，本发明所述的智能节能照明开关中，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)判断所述热释电红外传感器是否指向所述目标区域，若未指向所述目标区域则控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
进一步地，本发明所述的智能节能照明开关中，所述移动地探测目标区域的次数为一次。
本发明所述的节能照明控制方法，其基于热释电红外传感器探测目标区域对象(如人体)实现目标区域节能照明，只要在所述目标区域存在所述对象，无论其移动还是静止，均接通目标区域相应照明回路，否则断开目标区域相应照明回路。此外，还可通过对目标区域的光强检测实现进一步的节能控制。
本发明所述的智能照明节能开关，其基于本发明所述的节能照明控制方法实现对目标区域照明的智能节能控制，因此同样具有上述优点，从而不仅在公共走道、大厅、卫生间等人员走动的地方能够很好地起到人来灯亮、人走灯灭的作用，在人数较少的办公室、机房或是图书馆等人体相对静止的情况时间较长的情况下，同样可以探测到人体的存在，不会使照明回路断开，符合照明要求，克服了现有技术的不足。
附图说明
图1为本发明所述的智能节能照明开关在一种实施方式下的结构示意图。
图2为本发明所述的智能节能照明开关在一种实施方式下的控制单元的控制流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的智能节能照明开关做进一步的详细说明。
图1示意了本实施例的智能节能照明开关的结构，图2示意了该实施例的智能节能照明开关的控制单元的控制流程。
如图1所示，本实施例的智能节能照明开关，包括热释电红外传感器B，其具有管脚D、S以及G；此外，还包括光强检测单元、控制单元以及可动的控制台，其中，热释电红外传感器B包括菲涅尔透镜、热释电传感元件、滤波电路、放大电路等部分，对波长为10μm左右的红外线(相当于人体所发出的红外线波长)敏感；光强检测单元包括三极管Q2、光敏电阻RG以及可调电阻RP，其电路连接如图所示；控制单元包括单片机A及其周边电路，该单片机A具有管脚1～20，该周边电路包括三极管Q1、三极管Q7、继电器KM线圈，此外，还包括电阻R1～R4以及R9，电容C1～C4，触点K1、K2以及晶振Z，其电路连接如图所示；可动的控制台为云台，包括减速电机M及其周边电路，该减速电机M带有检测旋转角度的功能，该周边电路包括电阻R5～R8，二极管D1～D4，三极管Q3～Q6，其电路连接如图所示；热释电红外传感器B被设置在可动的控制台上，热释电红外传感器B、光强检测单元以及可动的控制台分别与控制单元通过电路信号连接。目标区域相应照明回路包括灯泡L1～Ln、继电器KM触点以及照明总开关K，其由220V交流电源供电，其电路连接如图所示。
请结合参考图1和图2，上述方案中，控制单元被设置为当智能节能照明开关用于探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明时按照以下步骤进行控制：
(0)判断热释电红外传感器B是否指向目标区域，若未指向目标区域则控制热释电红外传感器B指向目标区域；
(1)通过控制光强检测单元对目标区域进行光强检测，若目标区域光强达到设定值则进入步骤(5)，否则进入步骤(2)；
(2)通过控制可动的控制台控制热释电红外传感器B静止地探测目标区域以判断是否存在移动的对象(本实施例中指人体)，若存在移动的对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；
(3)接通照明回路，返回步骤(1)；
(4)通过控制可动的控制台控制热释电红外传感器B移动地探测目标区域一次以判断是否存在静止的对象，若存在静止的对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(5)；
(5)断开照明回路。
上述方案中，通过对单片机A编程实现控制单元的控制功能。
上述方案中，照明总开关K默认闭合；步骤(0)由单片机A通过减速电机M实现；步骤(1)中，目标区域光强达到设定值时，三极管Q2导通，其集电极和发射极之间电压很小，把三极管Q1基级拉低，即此时Q1关闭，热释电红外传感器B的输出信号不起作用，从而单片机A的管脚14连接的三极管Q7不工作，继电器KM触点保持常开，照明回路为断开状态；目标区域光强未达到设定值时，三极管Q2关闭，导致三极管Q1基级电压较高，热释电红外传感器B输出信号经过三极管Q1送至单片机A，单片机A的管脚6被拉到较低水平，这时候根据目标区域是否存在对象来判断是否开灯；步骤(2)和步骤(4)中，单片机A通过控制减速电机M控制可动的控制台的转动以控制其静止或移动，当可动的控制台静止时存在移动的对象，或者可动的控制台移动时存在静止的对象，热释电红外传感器B的管脚S均输出高电平，否则输出高电平延时后跳到低电平。热释电红外传感器B的管脚S均输出高电平时，单片机A的管脚14输出高阻，三极管Q7开始工作，继电器KM线圈得电，继电器KM触点闭合，照明回路接通，灯泡L1～Ln被点亮。
由于上述实施例的智能照明节能开关是基于本发明所述的节能照明控制方法实现的，本发明所述的节能照明控制方法的一种实施方式已体现在上述智能照明节能开关实施例的控制流程中，故不再另作实施例说明。
要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种节能照明控制方法，采用热释电红外传感器探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明，其特征在于，包括以下步骤：
(1)控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(3)；
(2)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(3)控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(4)；
(4)断开所述照明回路。
2.一种节能照明控制方法，采用热释电红外传感器探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对目标区域进行光强检测，若目标区域光强达到设定值则进入步骤(5)，否则进入步骤(2)；
(2)控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；
(3)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(4)控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(5)；
(5)断开所述照明回路。
3.如权利要求1或2所述的节能照明控制方法，其特征在于，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
4.如权利要求1或2所述的节能照明控制方法，其特征在于，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)判断所述热释电红外传感器是否指向所述目标区域，若未指向所述目标区域则控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
5.如权利要求1或2所述的节能照明控制方法，其特征在于，所述移动地探测目标区域的次数为一次。
6.一种智能节能照明开关，包括热释电红外传感器，其特征在于，还包括控制单元和可动的控制台，所述热释电红外传感器被设置在所述可动的控制台上，所述热释电红外传感器和可动的控制台分别与所述控制单元信号连接，其中，所述控制单元被设置为当所述智能节能照明开关用于探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明时按照以下步骤进行控制：
(1)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(3)；
(2)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(3)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(2)，否则进入步骤(4)；
(4)断开所述照明回路。
7.一种智能节能照明开关，包括热释电红外传感器，其特征在于，还包括光强检测单元、控制单元以及可动的控制台，所述热释电红外传感器被设置在所述可动的控制台上，所述热释电红外传感器、光强检测单元以及可动的控制台分别与所述控制单元信号连接，其中，所述控制单元被设置为当所述智能节能照明开关用于探测目标区域是否存在发出红外线的对象，并据此通过控制目标区域相应照明回路的通断实现节能照明时按照以下步骤进行控制：
(1)通过控制所述光强检测单元对目标区域进行光强检测，若目标区域光强达到设定值则进入步骤(5)，否则进入步骤(2)；
(2)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器静止地探测目标区域以判断是否存在移动的所述对象，若存在移动的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(4)；
(3)接通所述照明回路，返回步骤(1)；
(4)通过控制所述可动的控制台控制所述热释电红外传感器移动地探测目标区域以判断是否存在静止的所述对象，若存在静止的所述对象则进入步骤(3)，否则进入步骤(5)；
(5)断开所述照明回路。
8.如权利要求6或7所述的智能节能照明开关，其特征在于，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
9.如权利要求6或7所述的智能节能照明开关，其特征在于，在步骤(1)之前还包括以下步骤：
(0)判断所述热释电红外传感器是否指向所述目标区域，若未指向所述目标区域则控制所述热释电红外传感器指向所述目标区域。
10.如权利要求6或7所述的智能节能照明开关，其特征在于，所述移动地探测目标区域的次数为一次。
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